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Wie ein sowjetischer Geologe Vater der „Luftaufklärung“ wurde

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© Форпост Северо-Запад

Am Februarmorgen 1949 flog ein Pilot der Geologischen Verwaltung im Ural mit seinem PO-2 Flugzeug ins Dorf Turgaj, um Gehälter für dortige Geologen zu liefern. Das Flugzeug war in niedrigerer Höhe. Plötzlich wich die Kompassnadel über der Steppe in der Nähe vom Sarbaj-See stark zur Seite ab...

Nachdem Miсhail Surgutanow so seltsames Funktionieren des Geräts bemerkt hatte, vermutete er eine große magnetische Anomalie. Zusammen mit einem professionellen Geologen, der Mitglied der Expedition war, kehrte er an den seltsamen Ort zurück und kreiste lange darüber. Die durchgeführte Magnetaufnahme und andere geophysikalische Studien entdeckten die riesige Sarbaj-Eisenerz-Magnetitlagerstätte von industrieller Bedeutung. Während der Untersuchung des Vorkommens Sarbaj und seiner Umgebung wurde eine andere große Anomalie Sokolowskaja entdeckt.

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© Общественное достояние/ Пилот Михаил Сургутанов

Der Eisengehalt betrug durchschnittlich 43-45%. Die Erzkörper befanden sich in einer Tiefe von 35 bis 120 Metern. Die Reserven an Magnetiterz in den beiden Lagerstätten wurden auf ungefähr 1,75 Milliarden Tonnen geschätzt. Der ein Paar Jahre später gegründete Bergbau- und Verarbeitungsverband Sokolowsko-Sarbajskoje wurde zum größten Unternehmen der kasachischen SSR im Bereich Gewinnung und Verarbeitung von Eisenerz. Der Pilot wurde als Bahnbrecher anerkannt und 1957 mit dem Lenin-Preis ausgezeichnet.

Obwohl dieser Fall in die Geschichte eingegangen ist, ist er im Grunde ein klares und gewöhnliches Beispiel für eine der Möglichkeiten der magnetischen Prospektion. Sogar ein einfacher Kompass an Bord des Flugzeugs wies auf ein wertvolles Vorkommen hin, ganz zu schweigen von solch einem speziellen geophysikalischen Gerät wie ein Aeromagnetometer!

Bachbrecher im Gebiet werden, das seit Tausenden von Jahren untersucht wird

Der Erdmagnetismus wurde vom Menschen mehrere tausend Jahre v. u. Z. entdeckt. Westliche Forscher geben der Entdeckung der alten Griechen Priorität, während im Osten Chroniken zitiert werden, die beschreiben, wie der legendäre chinesische Herrscher Huang Di beim Kämpfen einen Kompass benutzte. Die Nutzung des Magnetfelds interessierte Michail Lomonossow, der 1759 vorschlug, ein Netzwerk von Observatorien für die Durchführung permanenter magnetischer Beobachtungen zu schaffen. Dieses Thema faszinierte auch Dmitri Mendelejew, der als erster in unserem Land Magnetaufnahmen für geologische Zwecke durchführte.

Gesteine werden vom Erdmagnetfeld beeinflusst, in dem Sekundärfelder entstehen, und dadurch kann man magnetische Prospektion bei der geologischen Kartierung, der archäologischen Prospektion, der strukturgeologischen Forschung und natürlich bei der Suche nach Bodenschätzen einzusetzen.

Insbesondere handelt es sich um polymetallisches Sulfid, Kupfer-Nickel, Manganerze, Bauxit, Goldseifenfelder, Platin, Wolfram und Molybdän. Es lässt sich dadurch erklären, dass sie häufig ferromagnetische Mineralien als Zusatz enthalten oder selbst erhöhte magnetische Suszeptibilität aufweisen. Solche Ablagerungen zeichnen sich durch intensive Anomalien (Hunderte und Tausende Nanotesla) aus. Daher wird magnetische Prospektion besonders effektiv bei der Suche nach Eisenerzvorkommen durchgeführt.

Es war aber Geophysiker Alexander Logatschew, der die Grundlagen für eine ganz neue Ära in der Branche. 1936 erfand er das erste Aeromagnetometer − ein Gerät zur Vermessung des Erdmagnetfeldes aus dem Flugzeug. Mithilfe dessen wurden viele Entdeckungen gemacht. Die interessantesten geologischen Objekte befinden sich häufig in schlecht untersuchten und schwer erreichbaren Regionen, was die Explorationsarbeiten erheblich erschwert. Es war gerade die magnetische "Luftaufklärung", die zur Einschränkung des Suchbereiches beitrug.

Аэромагнитометр
© Общественное достояние

Treffpunkt - Bergbau-Universität

Logatschew wurde 1898 im Dorf Uljanowsk geboren und absolvierte die Fakultät für Physik und Mathematik der Universität Kasan. Er wurde Magnetologe. Übrigens studierten dort auch andere Koryphäen der Geophysik - Leonid Nesterow und Boris Andrejew.

Der erste erfand eine neue Methode der elektrischen Exploration - die Einzelelektroden-Bohrlocherfassung, die eine hohe Effizienz bei der Untersuchung der Abschnitte flacher Bohrlöcher und bei der Durchführung von Arbeiten in abgelegenen Gebieten gezeigt hat.

Boris Andrejew leitete zahlreiche geophysikalische Untersuchungen im ganzen Land, wobei er die Prospektionsmethoden der Oberflächengravitation verbesserte. Unter seiner Leitung wurde ein Modell eines Gravitationsvariometers hergestellt und getestet.

Горный университет
© Общественное достояние

In den 30er Jahren landeten diese drei Wissenschaftler am Bergbauinstitut Leningrad, was keineswegs ein Zufall war. Tatsache ist, dass an der ältesten technischen Universität des Landes der weltweit erste Studiengang für Explorationsgeophysik eingerichtet wurde, und zwar im Jahre 1928. Darüber hinaus wurden Anfang der 1920er Jahre kleine Fachbereiche für einzelne Methoden gebildet. Was die Russische Staatliche Prospektionsuniversität in Moskau und die Staatliche Bergbau-Universität Ural angeht, wurden geophysikalische Studiengänge erst 1930 eingerichtet, d.h. im Jahr der Eröffnung von diesen Hochschulen. Die Ausbildung von Explorationsgeophysikern in den Vereinigten Staaten begann auch im Jahre 1930.

Die besten Geophysiker des Landes landeten an der Bergbau-Universität, und jeder war für seine eigene Richtung verantwortlich. Logatschew wurde bspw. für die magnetometrische Aufklärungsmethode zuständig. Bevor er an die Universität eingeladen wurde, hatte er schon Erfahrung in der systematischen Erforschung von Magnetfeldern gesammelt: Logatschew leitete eine Gruppe zur Suche nach Eisenerzvorkommen im Nord Ural und richtete eine Magnetabteilung am Institut für Geophysik der Uralfiliale von der Akademie der Wissenschaften der UdSSR ein. 1934 leitete er das Karpinsky Zentralforschungsinstitut für geologische Prospektion von Nichteisen- und Edelmetallen in Leningrad. Das Forschungsinstitut wurde auf Grundlage der Bergbau-Universität gegründet. Daher war es keine Überraschung, dass Logatschew einige Jahre später neben aktiver Forschung auch Vorlesungen an der Universität hielt. Noch einige Jahre später promovierte er dort und wurde Professor.

Erfindung und Anerkennung

Dies war die produktivste Zeit im Leben des Wissenschaftlers. Alexander Logatschew führte selbst Magnetaufnahmen durch, befasste sich mit geologischer Interpretation von geophysikalischen Anomalien und verbesserte die vorhandenen Messgeräte.

Er kam zum Schluss, dass die magnetischen Eigenschaften von Gesteinen dringend untersucht werden sollten. Es wurde festgestellt, dass Gesteine ​​neben der magnetischen Suszeptibilität auch signifikante remanente Magnetisierung aufwiesen, was die Natur des Magnetfelds signifikant beeinflusste. Gleichzeitig wurde eine originelle Methode zur Messung beider Parameter in Gesteinsproben entwickelt. Die während der Untersuchung der physikalischen Eigenschaften von Gesteinen gewonnenen Erkenntnisse bildeten die Grundlage seiner Dissertation zum Thema "Methoden zur Untersuchung der magnetischen Eigenschaften von Gesteinen für geologische und industrielle Zwecke".

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© Общественное достояние

Es war aber Logatschews Beitrag zur Schaffung eines neuen und vielversprechenden Fachgebietes – Aerogeophysik, der den Professor weltweit bekannt machte. Er entwarf und baute das erste Modell eines Aeromagnetometers für kontinuierliche Messungen während der Bewegung des Inkrementes einer vertikalen Komponente des Erdmagnetfeldes. Anhand dessen führte Logatschew als Erster in der Welt aeromagnetische Vermessung des Gebiets Nowgorod - Krestzy, das die altrussische Anomalie überquerte. Spätere wissenschaftliche Veröffentlichungen und erfolgreiche experimentelle und methodische Forschung zur Suche nach Eisenerzen und zur geologischen Kartierung in Westsibirien, Transbaikalien und Fernost haben die entscheidende Rolle der russischen Wissenschaft und Technologie in diesem Bereich bewiesen. Bereits 1940 begann das Werk "Geologorazvedka", Logatschews AM-4-Aeromagnetometer herzustellen. Dieses Gerät wurde auch im Ausland populär. Alexander Logatschew wurde mit dem Stalin-Preis ausgezeichnet.

1945 wurde er der erste Direktor des Instituts für Explorationsgeophysik der UdSSR (später Russlands), das auf Erlass des Ministerrates der UdSSR gegründet wurde, um den Bedarf der entwickelnden Atomindustrie und Energie am strategischen Rohstoff − Uran zu decken. Das Institut wurde später nach Logatschew benannt. Heute entwickelt es weitere Erzgeophysik-Methoden, einige von denen im Bereich Erdöl- und Ingenieurgeologie sowie der Geoökologie eingesetzt werden. Nach Logatschew wurde auch das Forschungsschiff "Professor Logatschew " benannt, das mehrmals an den geophysikalischen Polarmeer-Expeditionen teilgenommen hat.

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© Общественное достояние

Von 1959 bis zu seinem Lebensende leitete der weltbekannte Wissenschaftler den Fachbereich für geophysikalische Methoden zur Prospektion und Exploration von Lagerstätten am Plechanow

Bergbauinstitut Leningrad (heute ist es die Staatliche Bergbau-Universität Sankt Petersburg).

Die Installierung des Magnetometers in einem Flugzeug ermöglichte es, das Anwendungsgebiet des Magnetometers bei der geologischen Erkundung praktisch unendlich zu erweitern. Darüber hinaus war es möglich, große Flächen in kurzer Zeit zu minimalen Kosten zu untersuchen.

Die Entwicklung von Fernerkundungsmethoden zur Messung des Erdfeldes wurde fortgesetzt. Logatschews Erfindung führte zum Entstehen der hydromagnetischen Vermessung, wobei ein spezielles Magnetometer hinter einem Schiff gezogen wird. Die Methode legte auch den Grundstein für elektrische Luftaufklärung und Luft-Gamma-Vermessung. Drohnen werden heute zunehmend als Träger geophysikalischer Geräte eingesetzt, die in unterschiedlichen Höhen fliegen und anhand von Satellitendaten die Koordinaten des Messpunktes selbst bestimmen können.

аэрогеофизика
© Компания "Аэрогеофизика"/ Комплесная аэрогеофизическая съемка

So setzt das russische Unternehmen "Alrosa" erfolgreich unbemannte aeromagnetische Systeme ein, um geologische Erkundung durchzuführen. Experten zufolge würde der Diamantenproduzent mindestens 80 Jahre brauchen, um die magnetischen Anomalien völlig zu untersuchen, die schon durch aeromagnetische Untersuchungen anhand traditioneller Methoden der geomagnetischen Bodenerkundung identifiziert worden sind.